基于重合器、分段器的配电网馈线保护研究

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1、基于重合器、分段器的配电网馈线保护研究(国网浙江平阳县供电有限责任公司浙江温州325401)摘要：木文总结了配电网中现有的几种馈线保护模式，分析对比了各自的优缺点,简要说明了重合器、分段器的功能和特点，并分别以辐射网和环网中10kV馈线为例分析、验证了基于重合器、分段器馈线保护的优越性。关键词：重合器；分段器；配电网；保护1.配电网馈线保护模式1.1传统的电流保护传统的电流保护是指安装在变电站内的10馈线保护中的电流保护，主要括定时限三段式过电流保护。这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜。传统电流保护存在如下不足：(1)当配电线路较长时，末端的故障电流有可能等于甚至小于首端的负荷电流

2、，使电流保护的动作电流整定发生困难，动作电流整定过小，有可能躲不开正常的负荷电流，使得电流保护误动作；动作电流整定过大，当线路末端故障时，可能己经超出电流保护的保护范围，电流保护将拒动，最终导致末端设备烧毁。(2)馈线上发生故障时，传统电流保护将整条线路切掉，而故障隔离和非故障区段的恢复供电依靠人工完成，因此时间较忪，不利于提高供电可靠性。1.2基于重合器的馈线保护基于重合器、分段器的馈线保护实现方法主要是通过利用智能化开关设备(如重合器、分段器等)，通过它们之间的相互配合，实现故障的就地自动隔离和恢复供电。该方式的自动化水平较高，无需通信就可实现控制功能，成木较低。缺点是开关设备需

3、要增加电子控制器，记录开关合、分动作的次数，才能完成故障的隔离和恢复供电。1.3基于FTU的馈线保护在配电网自动化系统中，各开关上装设了馈线终端单元（FTU）,在故障发生吋，各FTU记录故障前及故障时的重要信息，如最大故障电流和故障前的负荷电流、最大故障功率等，并将信息传至控制中心，经计算机系统分析后确定故障区段和最佳供电恢复方案，最终以遥控方式隔离故障区段、恢复健全区段供电。但该方案对配电网通信的依赖性强，当通信系统发生故障或控制中心故障，则不可避免地导致整个控制系统瘫痪，失去故障隔离、恢复供电的功能。1.基于重合器、分段器的馈线保护由于重合器、分段器用于配电网络，可有选择地、有效

4、地消除瞬吋性故障，使苏不致发展成永久性故障，又可切除永久性故障，故而能够极大地提高供电可靠性。2.1基于重合器与分段器的馈线保护实现方法2.1.1辐射网中重合器与分段器保护实现方法根据配电网系统的运行经验统计，线路上的瞬时性故障约占总故障的2/3,而永久性故障又大多数发生在分支线上。针对这两个特点，图1的馈线保护方案是最优化方案。装在电源出U的重合器R设定为3次重合功能的重合器，其动作电流设定，等于或小于该馈线系统的最小故障电流，即最远分支线在系统最大方式下的两相短路故障电流。无论是主干线，还是分支线的短路故障，电流超过设定的动作电流，重合器均开断。装在分支线端的FD1、FD2、FD

5、3为电流型分段器，具有短路电流冲击次数记忆功能，其最小冲击电流记忆值，可设定为小于重合器的动作电流。图1中II段分支线的dl点故障吋，若是瞬吋故障，则重合器R动作：经过tl吋间分闸，然后延吋t2吋间再合闸，此吋分段器FD2仅记忆短路电流冲击1次，未动作，馈线恢复供电。若dl点故障是永久故障，则重合器R在第一次合闸后，由于故障仍然存在，所以又一次经过t3吋间分闸，这吋分段器FD2记忆短路电路冲击为2次，己达到整定的记忆次数，所以在无电流的情况下，延吋0.5S自动分段，II段分支线的故障被成功隔离，此吋重合器R又经过t5吋间（包括机构储能时间6—10S）第二次重合，从而恢复除故障线路II

6、段分支线外的全线供电。图1中主干线的末端d2点故障时，若是瞬时故障，则重合器R动作：经过tl吋间分闸，然后延时t2时间再•合闸，此时分段器FD3仅记忆短路电流冲击1次，未动作，馈线恢复供电。若d2点故障是永久故障，则重合器R在第一次合闸后，分段器FD3记忆短路电路冲击为2次，在无电流的情况下，延吋0.5S自动分段，主干线末端的故障被快速隔离，重合器R在第二次重合后，恢复非故障段全线供电。2.1.2环网中重合器与分段器保护实现方法随着配电自动化及电力市场的迅速发展，环网式网络结构己成为近几年来发展的主要趋势。以图2为例，正常运行吋联络重合器不接通，两个变电所的主干线建立起相互备用的联络

7、关系。图2的环网保护模式适用于在配网自动化改造中只建立简单的通讯系统，资金投入不多的地区。在通讯系统比较发达的地区,建议使用基于FTU的环网保护模式。Sl、S2—变电站；Rl、R2—分段重合器；R3、R4—中间重合器；R5—联络重合器；FD1、FD2—分段器。图2基于重合器与分段器的环网保护实现方法图2中两条10kV馈线分别引自两个不同的变电站S1和S2,通过联络重合器R5组成手拉手环网结构，正常情况下的运行方式是开环运行，即R5是常开的状态，当特殊情况下